JPH0960050A - 作業機の干渉防止装置 - Google Patents
作業機の干渉防止装置Info
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Abstract
を確実に防止できる作業機の干渉防止装置を提供する。 【構成】 運転室2aの周囲に内側から外側にかけて干
渉危険領域と干渉防止領域とを設ける共に、パイロット
ポンプ13のリリーフ弁31に、演算装置20からの制
御信号に応じて該リリーフ弁31の設定圧力を所定圧力
より低減するソレノイド42を設け、電磁比例減圧弁4
1などの故障によりバケット6の先端が前記干渉危険領
域内に侵入した場合、ソレノイド42の作動によりブー
ム用方向切換弁14などを中立状態に戻して作業機7の
動作を緊急停止させる。
Description
いたときに、作業機の動作を自動停止させて両者の衝突
を回避する作業機の干渉防止装置に係り、特に、干渉防
止用の電磁減圧比例弁等が故障した場合にあっても運転
室の安全性を確保するのに好適な作業機の干渉防止装置
に関する。
適用される油圧ショベルの側面図、図7はその平面図で
ある。これらの図において、1は走行体、2は運転室2
aを有し走行体1の上部に配置された旋回体であり、こ
れら走行体1と旋回体2とで油圧ショベルの本体を構成
している。3は運転室2aの右側方に回動可能に連結さ
れた第1ブーム、4は第1ブーム3の先端に回動可能に
連結された第2ブーム、5は第2ブームの先端に回動可
能に連結されたアーム、6はアーム5の先端に回動可能
に連結されたバケットであり、これら両ブーム3,4と
アーム5およびバケット6で作業機7を構成している。
8は第1ブーム3を駆動するブームシリンダ、9はアー
ム5を駆動するアームシリンダ、10はアームシリンダ
9を収納するステー、11はバケット6を駆動するバケ
ットシリンダであり、図7に示すように、第2ブーム4
は図示せぬオフセットシリンダによってアーム5とバケ
ット6を第1ブーム3に対して横方向に寸法L1または
寸法L2だけ平行移動する。これら各シリンダ8,9,
11等は運転室2a内に配置した操作レバーや操作ペダ
ルによって動作され、オペレータがこれら操作レバーや
操作ペダルを適宜操作すると、その操作量に応じた指示
信号に基づいて、各シリンダ8,9,11等に供給され
る圧油の供給量が制御される。
ック図であり、この種の従来技術に関連するものとして
例えば特開平4−272333号公報に開示されたもの
が挙げられる。図5に示す油圧駆動回路は、図示せぬエ
ンジンによって駆動される油圧ポンプ12とパイロット
ポンプ13、油圧ポンプ12から前記ブームシリンダ8
に供給される作動油の流れを制御するブーム用方向切換
弁14、前記ブームシリンダ8を操作するブーム用パイ
ロット弁15等を備えており、アームシリンダ9、バケ
ットシリンダ11や走行モータ等の他のアクチュエータ
については図示省略してある。前記パイロット弁15は
前記パイロットポンプ13からのインレットポートP
と、タンクポートTと、インレットポートPに連通可能
な第1のポートP1と第2のポートP2とを有しており、
パイロットポンプ13から吐出される圧油は、前述した
操作レバー16からの指示信号に応じてこれら第1のポ
ートP1または第2のポートP2を介してブーム用方向切
換弁14に供給される。
パイロット室を有しており、該方向切換弁14の左側の
パイロット室と前記ブーム用パイロット弁15の第2の
ポートP2とはブーム上げパイロット管路17によって
接続され、該方向切換弁14の右側のパイロット室とブ
ーム用パイロット弁15の第1のポートP1とはブーム
下げパイロット管路18によって接続されている。
ム用パイロット弁15等へパイロット圧を導くパイロッ
ト圧供給管路19には、演算装置20からの制御信号に
応じてパイロット圧供給管路19を閉じる電磁比例減圧
弁21が介設されている。この電磁比例減圧弁21は、
通常時、戻しばね22の付勢力によりスプール23が図
5の左側に押されて通常位置24に保たれ、演算装置2
0からの制御信号を信号線25,26を介して入力した
とき、ソレノイド27,28が作動してスプール23が
図5の右側へ次第に押されて切換途中位置29、切換位
置30に切換えられる。前記パイロットポンプ13の吐
出側には、前記パイロット圧供給管路19内の圧力を設
定するリリーフ弁31が設けられている。このリリーフ
弁31では、ばね32のばね力を調整することにより、
ブーム用方向切換弁14のスプール等を十分に駆動可能
な程度の圧力を得るようになっている。
方から上方にかけて設定された干渉防止領域と該干渉防
止領域の内側に設定された干渉危険領域とを記憶し、図
示しない各角度センサによって検出される作業機7の各
部材の相対的角度信号を入力し、各角度信号から作業機
7の姿勢を求め、バケット6が前記干渉防止領域に侵入
したと判断した場合は、前記操作レバー16や操作ペダ
ルからの指示信号にかかわらず、バケット6が運転室2
aにそれ以上近づかないように作業機7各部の動作を自
動停止する。
ーム3の上げ動作が単独あるいは複合操作されると、バ
ケット6は運転室2aに近づく方向に移動するが、油圧
回路のブーム上げパイロット管路17およびアーム引き
パイロット管路(図示しない)には電磁比例減圧弁(図
示しない)がそれぞれ設けられており、バケット6が干
渉防止領域に侵入した場合に、演算装置20は各電磁比
例減圧弁を動作する制御信号を出力し、それによって前
述した各パイロット管路17などの圧油が遮断されるた
め、アームクラウド動作および第1ブーム3の上げ動作
はそれぞれ禁止される。また、前記電磁比例減圧弁のス
ティック等の不良によって、バケット6が前記干渉防止
領域で自動停止せずに干渉危険領域まで侵入した場合
は、パイロットポンプ13の吐出側のパイロット圧供給
管路19に設けられた電磁比例減圧弁21が演算装置2
0からの制御信号によって動作されるため、作業機7は
パイロットポンプ13からブーム用パイロット弁15等
へのパイロット圧が減圧される。しがって、操作レバー
16の操作にかかわらず、ブーム用方向切換弁14等が
中立状態に保たれるため作業機7の動作が禁止される。
来の作業機の干渉防止装置では、パイロットポンプ13
の吐出側のパイロット圧供給管路19に電磁比例減圧弁
21を設ける必要があるため、油圧回路の構成が複雑に
なるという問題があった。
みてなされたもので、その目的は、比較的簡単な構成で
作業機と運転室との干渉を確実に防止することのできる
作業機の干渉防止装置を提供することにある。
に、本発明は、運転室の周囲に設定された干渉防止領域
を記憶し、前記運転室の側方に回動可能に設けられた作
業機が前記干渉防止領域に侵入したか否かを判断する演
算装置と、この演算装置からの制御信号に応じて、前記
作業機の操作レバーと連動するパイロット弁にパイロッ
トポンプから供給されるパイロット圧を減少させる電磁
比例減圧弁とを備え、前記作業機が前記干渉防止領域に
侵入したとき、前記電磁比例減圧弁の作動により前記作
業機の干渉方向への動作を制御するようにした作業機の
干渉防止装置において、前記干渉防止領域の内側に干渉
危険領域を設定すると共に、前記パイロットポンプの吐
出側のリリーフ弁に、前記演算装置からの制御信号に応
じて該リリーフ弁の設定圧力を所定圧力より低減する圧
力変更手段を設け、前記作業機が前記干渉防止領域を越
えて前記干渉危険領域に侵入したときに、前記リリーフ
弁の設定圧力を所定圧力より低減することにより、前記
作業機を駆動するアクチュエータへの作動油の流れを制
御する方向切換弁を中立状態に保つことを特徴とする。
ロット管路に設けられる干渉防止用の電磁比例減圧弁等
が正常に機能している場合は、演算装置からの制御信号
に応じて前記電磁比例減圧弁が作動するため、運転室の
周囲に設定された干渉防止領域内で自動停止する。一
方、前記干渉防止用の電磁比例減圧弁等に何らかの不良
があり、前記作業機が前記干渉防止領域を越えて干渉危
険領域に侵入したときに、前記演算装置からの制御信号
に応じて前記パイロットポンプの吐出側のリリーフ弁に
備えられた圧力変更手段が作動して、該リリーフ弁の設
定圧力を所定圧力より低減することにより、アクチュエ
ータへの作動油の流れを制御する方向切換弁を中立状態
に保ち、アクチュエータの駆動を停止して前記作業機を
緊急停止させる。これによって、緊急停止用として前記
パイロットポンプの吐出側に電磁比例減圧弁を設けるこ
とを要せずに、比較的簡単な構成で作業機と運転室との
干渉を確実に防止することができる。
る。図1は本発明の第1実施例に係る作業機の干渉防止
装置を備えた油圧ショベルの油圧回路図、図2は該干渉
防止装置に設けられる演算装置のブロック図、図3は演
算装置に記憶される干渉防止領域および干渉危険領域を
示す説明図であり、図1〜図3において前述した図5〜
図7に対応する部分には同一符号を付してある。
ョベルにおいては、運転室2aの前方から上方にかけて
干渉防止領域Z1がほぼ一定の幅に設定され、該干渉防
止領域Z1の内側に干渉危険領域Z2がそれぞれ設定さ
れており、これら各領域Z1,Z2はコントローラの演
算装置20に記憶されている。例えば第2のブーム4が
左右方向へオフセットせずに中立状態にある場合、バケ
ット6の刃先の軌跡は図3の第1の仮想線33で示すよ
うに描かれ、一方、第2のブーム4が左右方向へオフセ
ットした場合、バケット6の刃先の軌跡は図3の第2の
仮想線34で示すように描かれる。
ブーム角センサ,アーム角センサ,オフセット角センサ
であり、これら各センサ35a,35b,35cによっ
て検出された各作業機部材間の相対角度信号θ1,θ
2,θ3はコントローラに内蔵された演算装置20に入
力される。この演算装置20は、角度信号θ1〜θ3に
基づいて作業機7上の所定箇所、例えばバケット6先端
の座標を算出する座標演算部36と、前述した各領域Z
1,Z2を記憶する領域記憶部37と、座標演算部36
で算出されたバケット先端座標が各領域Z1,Z2内に
あるか否かを判断し、その結果に応じて所定の制御信号
を出力する比較演算部38と、比較演算部38からの制
御信号に基づいて油圧駆動回路40へ所定の制御信号を
出力する駆動制御部39とを備えている。
39からの制御信号の他に、運転室2a内に配置した作
業機7を操作するための操作手段、例えば操作レバー1
6からの指示信号を入力し、これらの信号に基づいて各
シリンダ8,9,11への作動油の供給量が制御され
る。なお、バケット先端座標の算出に際しては、例えば
旋回体2と第1ブーム3との回動中心を原点とする座標
系を予め設定しておき、各角度信号θ1,θ2,θ3か
らこの座標系におけるアーム5の先端の座標値を算出
し、このアーム先端の座標値からバケット6の先端の座
標値を算出すれば良い。
のブーム上げパイロット管路17にはブーム用電磁比例
減圧弁41が介設されており、この電磁比例減圧弁41
はタンクに接続されるポートを有している。また、パイ
ロットポンプ13の吐出側のリリーフ弁31には、前記
演算装置20からの制御信号に応じて該リリーフ弁31
の設定圧力を所定圧力より低減する圧力変更手段、例え
ば、前記リリーフ弁31の設定圧力をタンク圧と同等な
圧力まで漸次減圧するソレノイド42が設けられてい
る。通常時には、ソレノイド42およびばね32の両方
の付勢により、リリーフ弁31の設定圧力がブーム用方
向切換弁14のスプールを十分に駆動可能な程度に設定
されている。
演算装置20の駆動制御部39から出力される制御信号
の電流値に比例して動作され、通常は最大レベルの電流
Iaを入力してブーム上げパイロット管路17を全開
し、制御信号として電流値が最小レベルの電流Ibを入
力した場合、ブーム上げパイロット管路17の圧油を遮
断してタンクに戻し、制御信号として電流値が最大レベ
ルと最小レベルの間の電流Icを入力した場合、ブーム
上げパイロット管路17の圧油を絞ってパイロット圧を
減圧する。
置20は、最初にブーム角センサ35aとアーム角セン
サ35bおよびオフセット角センサ35cからの相対角
度信号θ1,θ2,θ3を座標演算部36に入力してア
ーム5先端の座標を演算した後、アーム先端座標からバ
ケット先端座標を演算する。次いで、比較演算部38は
座標演算部36で算出されたバケット先端座標と領域記
憶部37とを比較し、バケット6の先端が干渉防止領域
Z1内に侵入したか否かを判断する。
との接触のおそれがない場合、すなわち、バケット6の
先端が運転室2aの周囲に設定された干渉防止領域Z1
の外側に位置している場合、前記判断結果がNOである
ことから、通常処理が行われる。この場合、駆動制御部
39はブーム用電磁比例減圧弁41に最大レベルの電流
Iaを出力するため、図1に示すように、該電磁比例減
圧弁41はブーム上げパイロット管路17を全開する。
したがって、ブームシリンダ8は対応する操作レバー1
6の操作量に応じた通常の動作が行われる。
16がアーム上げ側に倒されると、パイロットポンプ1
3から吐出される圧油は、ブーム用パイロット弁15の
第2のポートP2からブーム上げパイロット管路17、
ブーム用電磁比例減圧弁41を経てブーム用方向切換弁
14の左側のパイロット室に供給され、ブーム用方向切
換弁14は作動を開始する。そして、ブーム用方向切換
弁14が中立位置から左側の位置に切り換えられると、
油圧ポンプ12の圧油はブーム用方向切換弁14を経て
ブームシリンダ8のボトム側に供給され、ブームシリン
ダ8が伸長して第1ブーム3が上昇する。これとは反対
に、ブーム用の操作レバー16がブーム下げ側に倒され
ると、パイロットポンプ13から吐出される圧油はブー
ム用パイロット弁15の第1のポートP1からブーム下
げパイロット管路18を経てブーム用方向切換弁14の
右側のパイロット室に供給され、ブーム用方向切換弁1
4は作動を開始する。そして、ブーム用方向切換弁14
が中立位置から右側の位置に切り換えられると、油圧ポ
ンプ12の圧油はブーム方向切換弁14を経てブームシ
リンダ8のロッド側に供給され、ブームシリンダ8が伸
縮して第1ブーム3が下降する。
わち、バケット6の先端が干渉防止領域Z1に侵入した
場合、比較演算部38からの制御信号に基づいて、駆動
制御部39は油圧駆動回路40へ制御信号として電流値
が中間レベルの電流Icを出力し、ブーム用電磁比例減
圧弁41はブーム上げパイロット管路17の圧油を絞っ
てパイロット圧を減圧する。さらに、最小レベルの電流
Ibにより、ブーム用電磁比例減圧弁41はブーム上げ
パイロット管路17の圧油を遮断してタンクに戻す。し
たがって、ブームシリンダ8の減速、停止動作が行われ
る。
などに何らかの不良があり、作業機7のバケット先端座
標が前記干渉防止領域Z1を越えて干渉危険領域Z2に
侵入したときに、前記演算装置20からの制御信号に応
じてソレノイド42が作動して、パイロットポンプ13
の吐出側に設けられるリリーフ弁31の設定圧力をタン
ク圧と同等な圧力まで漸次低減する。これによって、操
作レバー16の操作にかかわらずブーム用方向切換弁1
4などが中立状態に戻されるため、ブームシリンダ8な
どの各アクチュエータが全て停止する。
イロットポンプ13の吐出側のリリーフ弁31にソレノ
イド42を設けたため、従来のように緊急停止用の電磁
比例減圧弁をパイロット圧供給管路19に介設せずに済
み、したがって、比較的簡単な構成で、ブーム用電磁比
例減圧弁41などが故障した場合に作業機7を緊急停止
させることができる。また、作業機7のバケット先端座
標が干渉危険領域Z2に侵入したとき、ソレノイド42
によりリリーフ弁31の設定圧力を漸次低減するため、
このときの作業機7の停止動作を滑らかに行うことがで
きる。
ンダ8に関連する構造や動作を説明したが、同様にアー
ムシリンダ9、オフセットシリンダなどに関しても干渉
防止用の電磁比例減圧弁を用いることにより、バケット
6の先端が干渉防止領域Z1に侵入した場合にアームシ
リンダ9、オフセットシリンダなどの各動作を制御する
こともできる。
の油圧ショベルの場合について例示したが、通常の油圧
ショベルの場合も同様であり、この場合にはオフセット
角センサ35cが不要である。
干渉防止装置を備えた油圧ショベルの油圧回路図であ
り、図4において前述した図1〜図3,図5に対応する
部分には同一符号を付してある。
ョベルにおいては、パイロットポンプ13の吐出側のリ
リーフ弁31に、リリーフ弁31の設定圧力を通常状態
と減圧状態とのいずれかに切換える電磁切換弁43が設
けられており、その他の構成に関しては前記第1実施例
と同様である。前記リリーフ弁31のばね32側にはタ
ンク管路44が接続され、このタンク管路44に前記電
磁切換弁43が介設されている。通常時には、図4に示
すように電磁切換弁43が左側に付勢され、タンク管路
44が遮断されるため、リリーフ弁31の設定圧力がブ
ーム用方向切換弁14のスプールを十分に駆動可能な程
度に設定されている。
41などに何らかの不良があり、作業機7のバケット先
端座標が前記干渉防止領域Z1を越えて干渉危険領域Z
2に侵入したときに、前記演算装置20からの制御信号
に応じて前記電磁切換弁43がタンク管路44を開くこ
とにより、リリーフ弁31の設定圧力がほぼタンク圧と
同等な圧力まで低減する。これによって、操作レバー1
6の操作にかかわらずブーム用方向切換弁14などが中
立状態に戻されるため、ブームシリンダ8などの各アク
チュエータが全て停止する。
イロットポンプ13の吐出側のリリーフ弁31に電磁切
換弁43を設けたため、従来のように緊急停止用の電磁
比例減圧弁をパイロット圧供給管路19に介設せずに済
み、したがって、比較的簡単な構成で、ブーム用電磁比
例減圧弁41などが故障した場合に作業機7を緊急停止
させることができる。
パイロットポンプの吐出側のリリーフ弁に圧力変更手段
を設け、緊急停止用の電磁比例減圧弁をパイロット圧供
給管路に介設せずに済むため、簡単な構成で作業機と運
転室との干渉を確実に防止できる。したがって、安全性
が高く、しかも低コストな作業機の干渉防止装置を提供
できる。
置を備えた油圧ショベルの油圧回路図である。
ク図である。
危険領域を示す説明図である。
置を備えた油圧ショベルの要部油圧回路図である。
ック図である。
図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 運転室の周囲に設定された干渉防止領域
を記憶し、前記運転室の側方に回動可能に設けられた作
業機が前記干渉防止領域に侵入したか否かを判断する演
算装置と、この演算装置からの制御信号に応じて、前記
作業機の操作レバーと連動するパイロット弁にパイロッ
トポンプから供給されるパイロット圧を減少させる電磁
比例減圧弁とを備え、前記作業機が前記干渉防止領域に
侵入したとき、前記電磁比例減圧弁の作動により前記作
業機の干渉方向への動作を制御するようにした作業機の
干渉防止装置において、 前記干渉防止領域の内側に干渉危険領域を設定すると共
に、前記パイロットポンプの吐出側のリリーフ弁に、前
記演算装置からの制御信号に応じて該リリーフ弁の設定
圧力を所定圧力より低減する圧力変更手段を設け、前記
作業機が前記干渉防止領域を越えて前記干渉危険領域に
侵入したとき、前記リリーフ弁の設定圧力を所定圧力よ
り低減することにより、前記作業機を駆動するアクチュ
エータへの作動油の流れを制御する方向切換弁を中立状
態に保つことを特徴とする作業機の干渉防止装置。 - 【請求項2】 前記圧力変更手段が、前記演算装置から
の制御信号に応じて前記リリーフ弁の設定圧力を漸次減
少させるソレノイドからなることを特徴とする請求項1
記載の作業機の干渉防止装置。 - 【請求項3】 前記圧力変更手段が、前記演算装置から
の制御信号に応じて前記リリーフ弁の設定圧力を通常状
態から減圧状態に切換える電磁切換弁からなることを特
徴とする請求項1記載の作業機の干渉防止装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22063295A JP3739441B2 (ja) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | 作業機の干渉防止装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22063295A JP3739441B2 (ja) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | 作業機の干渉防止装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0960050A true JPH0960050A (ja) | 1997-03-04 |
JP3739441B2 JP3739441B2 (ja) | 2006-01-25 |
Family
ID=16754020
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22063295A Expired - Fee Related JP3739441B2 (ja) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | 作業機の干渉防止装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3739441B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102175667B1 (ko) * | 2019-05-08 | 2020-11-06 | 현대건설기계 주식회사 | 건설기계의 유압시스템 |
-
1995
- 1995-08-29 JP JP22063295A patent/JP3739441B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102175667B1 (ko) * | 2019-05-08 | 2020-11-06 | 현대건설기계 주식회사 | 건설기계의 유압시스템 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3739441B2 (ja) | 2006-01-25 |
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